熱處理對多向鍛造TiBw/Ti復合材料組織和力學性能的影響

楊棟杰，嵇 祥,郭沖霄,馮 弘，張樹志，張長江

(1.山西機電職業技術學院 材料工程系, 山西 長治 046011)(2.太原理工大學 材料科學與工程學院, 山西 太原 030024)

鈦基復合材料因具有高的比強度、比剛度及良好的耐腐蝕性和蠕變性能而廣泛應用于航空航天、船舶制造等領域[1,2]。研究發現，通過原位反應引入TiBw、TiCp等陶瓷顆粒增強相，可進一步提高鈦基復合材料的力學性能[3,4]。目前，顆粒增強鈦基復合材料(PTMCs)主要有粉末冶金法、反應燒結法、熔鑄法等制備方法，其中,熔鑄法因工藝簡單、成本低且易于成形復雜形狀的工件而成為制備PTMCs的常用方法之一[5]。但通過熔鑄法制備的PTMCs存在縮松、孔洞及顆粒增強相分布不均等問題[6]，會對復合材料的力學性能造成不利影響，所以通常采用熱變形加工來改善其成形性能。多向等溫鍛造是常用的熱加工工藝之一，能夠有效提高和優化PTMCs的室溫和高溫力學性能[7]。

PTMCs的力學性能很大程度取決于其顯微組織，固溶時效熱處理是優化塑性變形后PTMCs組織和性能的有效手段；α/β相區、β相區熱處理及三重熱處理是改善PTMCs力學性能最常用的熱處理工藝[8-10]。Ma等[11]研究認為，α/β相區、β相區熱處理后的等軸α相和片層α相具有相似織構且隨著固溶溫度升高，鍛態TiBw/Ti復合材料織構逐漸增強。Li等[12]通過研究發現，相比于β相區熱處理，三重熱處理能夠在保證鍛態(TiBw+La2O3)/Ti復合材料強度的同時提高其塑性。但是，對于不同相區固溶熱處理對鍛態復合材料α相向β相轉變及TiBw對β相轉變的影響卻少有分析?！?br>